كيف تعمل المكثفات الإلكتروليتية في تبديل مصادر الطاقة؟
تشمل وظائف المكثفات الإلكتروليتية في تحويل مصدر الطاقة الالتفافية والفصل والتصفية وتخزين الطاقة.
1. المكثفات الالتفافية هي أجهزة تخزين الطاقة التي توفر الطاقة للأجهزة المحلية، والتي يمكنها تجانس خرج منظم الجهد وتقليل طلب الحمل. تمامًا مثل البطارية الصغيرة القابلة لإعادة الشحن، يمكن شحن المكثف الالتفافي وتفريغه في الجهاز.
2. الفصل: يشير إلى إزالة الضوضاء الموجودة على منافذ إمداد الطاقة الخاصة بالشريحة، والتي يتم إنشاؤها بواسطة تشغيل الشريحة نفسها. يمكن أن يؤدي تكوين مكثفات الفصل إلى منع الضوضاء الناتجة عن تغيرات الحمل وهي ممارسة شائعة في تصميم موثوقية لوحات الدوائر المطبوعة.
3. الترشيح: تقوم المكثفات بتحويل التغيرات في الجهد إلى تغيرات في التيار. كلما زاد التردد، زادت ذروة التيار، وبالتالي يتم تخزين الجهد. التصفية هي عملية الشحن والتفريغ.
المكثفات الإلكتروليتية هي نوع من المكثفات، مع رقاقة معدنية مثل القطب الموجب (الألومنيوم أو التنتالوم)، وفيلم أكسيد (أكسيد الألومنيوم أو خامس أكسيد التنتالوم) يرتبط بشكل وثيق بالقطب الموجب مثل العازل. يتكون الكاثود من مواد موصلة، وإلكتروليتات (يمكن أن تكون سائلة أو صلبة)، ومواد أخرى. وبما أن الإلكتروليت هو الجزء الرئيسي من الكاثود، فقد تمت تسمية المكثفات الإلكتروليتية باسمه. وفي الوقت نفسه، يجب عدم توصيل الأطراف الموجبة والسالبة للمكثف الإلكتروليتي بشكل غير صحيح. يمكن تقسيم المكثفات الإلكتروليتية المصنوعة من الألومنيوم إلى أربع فئات: مكثفات الألومنيوم الإلكتروليتية من النوع الرصاص؛ مكثف كهربائيا من الألومنيوم من نوع قرن الثور ؛ الترباس نوع الألومنيوم كهربائيا مكثف. المكثفات الكهربية المصنوعة من الألومنيوم ذات الحالة الصلبة.
المسائل التي تحتاج إلى الاهتمام
1. بسبب القطبية الإيجابية والسلبية للمكثفات الإلكتروليتية، لا يمكن توصيلها رأسًا على عقب عند استخدامها في الدوائر: في دوائر الطاقة،
عند إخراج جهد موجب، يتم توصيل القطب الموجب للمكثف الإلكتروليتي بطرف خرج الطاقة ويتم تأريض القطب السالب. عند إخراج جهد سلبي، يتم توصيل القطب السالب بطرف الخرج ويتم تأريض القطب الموجب.
عندما يتم عكس قطبية مكثف الترشيح في دائرة إمداد الطاقة، يقل تأثير ترشيح المكثف بشكل كبير، مما يتسبب في تقلبات في جهد الخرج لمصدر الطاقة من ناحية ويعمل كمقاوم من ناحية أخرى، مما يجعل من السهل توليد الحرارة. عندما يتجاوز الجهد العكسي قيمة معينة، ستصبح مقاومة التسرب العكسي للمكثف صغيرة جدًا، مما قد يتسبب في انفجار المكثف وتلفه بسبب ارتفاع درجة الحرارة بعد وقت قصير من تشغيله.
2. لا يمكن أن يتجاوز الجهد المطبق على طرفي المكثف الإلكتروليتي جهد العمل المسموح به، ويجب حجز هامش معين وفقًا للحالة المحددة عند تصميم الدائرة الفعلية. عند تصميم مكثف الترشيح لمصدر طاقة منظم، إذا كان جهد مصدر طاقة التيار المتردد 220 فولت، فإن جهد التصحيح على الجانب الثانوي للمحول يمكن أن يصل إلى 22 فولت. في هذا الوقت، يمكن أن يؤدي اختيار مكثف إلكتروليتي بجهد تحمل يبلغ 25 فولت إلى تلبية المتطلبات بشكل عام. ومع ذلك، إذا كان جهد مصدر طاقة التيار المتردد يتقلب بشكل كبير وقد يرتفع فوق 250 فولت، فمن الأفضل اختيار مكثف إلكتروليتي بجهد تحمل 30 فولت أو أعلى.
3. لا ينبغي أن تكون المكثفات الإلكتروليتية قريبة من عناصر التسخين عالية الطاقة في الدائرة لمنع جفاف المنحل بالكهرباء بسبب التسخين.
4. لترشيح الإشارات ذات القطبية الموجبة والسالبة، يمكن استخدام طريقة توصيل مكثفين إلكتروليتيين على التوالي بنفس القطبية كمكثف غير قطبي.
